Ny nanobarriere for kompositter kan styrke rumfartøjets nyttelast

University of Surrey har udviklet en robust flerlags nanobarriere til ultralette og stabile kulfiberforstærkede polymerer (CFRP'er), der kan bruges til at bygge højpræcisionsinstrumentstrukturer til fremtidige rummissioner.

CFRP bruges i nuværende rummissioner, men dets anvendelser er begrænset, fordi materialet absorberer fugt. Dette frigives ofte som gas under en mission, hvilket får materialet til at udvide sig og påvirke strukturens stabilitet og integritet. Ingeniører forsøger at minimere dette problem med CFRP ved at udføre lange, dyre procedurer såsom tørring, rekalibreringer og bake-out - som alle muligvis ikke løser problemet fuldstændigt.

I et papir udgivet af tidsskriftet Naturmaterialer , videnskabsmænd og ingeniører fra Surrey og Airbus Defence and Space beskriver, hvordan de har udviklet en flerlags nano-barriere, der binder sig til CFRP og eliminerer behovet for flere udbrydningstrin og den kontrollerede opbevaring, der kræves i dens ubeskyttede tilstand.

Surrey-ingeniører har vist, at deres tynde nano-barriere - der kun måler sub-mikrometer i tykkelse, sammenlignet med de snesevis af mikrometer af nuværende rummissionsbelægninger - er mindre modtagelig for stress og forurening på overfladen, bevarer sin integritet selv efter flere termiske cyklusser.

Professor Ravi Silva, Direktør for Advanced Technology Institute ved University of Surrey, sagde:"Vi er overbeviste om, at den forstærkede komposit, vi har rapporteret, er en væsentlig forbedring i forhold til lignende metoder og materialer, der allerede er på markedet. Disse opmuntrende resultater tyder på, at vores barriere kunne eliminere de betydelige omkostninger og farer forbundet med at bruge kulfiberforstærkede polymerer i rummet missioner."

Christian Wilhelmi, Chef for mekaniske delsystemer og forskning og teknologi Friedrichshafen hos Airbus Defence and Space, sagde:"Vi har brugt kulfiberkompositter på vores rumfartøjer og instrumentstrukturer i mange år, men den nyudviklede nanobarriere sammen med vores ultra-høj-modul CFRP-produktionskapacitet vil gøre os i stand til at skabe den næste generation af ikke-afgassende CFRP-materialer med meget mere dimensionsstabilitet til optik og nyttelastunderstøttelse. At nå denne milepæl giver os selvtillid til at se på produktion i instrumentskala for fuldt ud at bevise teknologien."

Professor David Sampson, Vice-Provost Research and Innovation ved University of Surrey, sagde:"Dette forskningsprojekt fortsætter University of Surreys lange og tætte partnerskab med Airbus. Avancerede materialer til rumfartøjer er et yderligere glimrende eksempel på, hvordan Surrey støtter rumsektoren. Vi har gjort det i årtier, og vi er fuldt ud forpligtet til at styrke vores støtte til sektoren fremover. Jeg ser frem til flere strålende fremskridt fra Surrey-Airbus-forholdet i de kommende år."